火電廠脫硝裝置性能測試

侯永超

華陽電業(yè)有限公司，福建 漳州 363105

火電廠脫硝裝置性能測試

侯永超

華陽電業(yè)有限公司，福建 漳州 363105

后石電廠為600MW超臨界機(jī)組，配有日立公司的脫硝裝置（SCR）以降低氮氧化物的排放。本文介紹脫硝裝置的噴氨調(diào)試及性能測試過程，并提供測試結(jié)果。試驗中脫硝裝置首先按NH3/NOx摩爾比設(shè)計值運行，調(diào)整每根脫硝管道的NH3噴入量，使SCR出口處煙道內(nèi)NOx分布均勻，然后按不同摩爾比調(diào)整噴氨量，比較脫硝效果及殘留氨含量，最后在較佳的摩爾比下測試SCR的各項性能參數(shù)。

電站鍋爐；排放；脫硝；NOx

引言

隨著氮氧化物排放污染的日趨嚴(yán)重，國家“十二五”期間加大了對火電廠氮氧化物排放的控制力度。而脫硝作為減少氮氧化物排放的主要手段，成為“十二五”期間火電企業(yè)面臨的首要任務(wù)。排煙脫銷裝置在火電廠中的應(yīng)用正逐步增多，如何能真正有效利用脫硝裝置，后石電廠采用脫硝裝置性能測試方法，找到脫硝效果較好，且盡量減少氨氣殘留的噴氨摩爾比。

1. 脫硝系統(tǒng)簡介

后石電廠600MW超臨界機(jī)組配有日立公司的選擇性觸媒還原煙氣脫硝裝置（Sslectibe Catalytic NOx Reduction System，以下簡稱SCR），系統(tǒng)由液氨裝卸和供應(yīng)系統(tǒng)、反應(yīng)器系統(tǒng)、煙氣系統(tǒng)和公用系統(tǒng)等組成。液氨從液氨槽車由卸料壓縮機(jī)送入液氨儲槽,再經(jīng)過蒸發(fā)槽蒸發(fā)為氨氣后通過氨緩沖槽和輸送管道進(jìn)入鍋爐區(qū),通過與空氣均勻混合后由分布導(dǎo)閥進(jìn)入SCR反應(yīng)器內(nèi)部反應(yīng)，SCR反應(yīng)器設(shè)置于空氣預(yù)熱器前，氨氣在SCR反應(yīng)器的上方，通過噴霧裝置和煙氣均勻分布混合，混合后煙氣通過反應(yīng)器內(nèi)觸媒層進(jìn)行還原反應(yīng)過程（圖1）。氨氣按1:19體積比與稀釋空氣混合后噴入煙道，在催化劑的作用下，發(fā)生如下反應(yīng)。

圖1 后石電廠SCR系統(tǒng)流程

2. 控制原理

根據(jù)反應(yīng)方程式，NOx與NH3基本上時按1:1摩爾比反應(yīng)，理想情況下，設(shè)定NH3/NOx摩爾比為1噴氨運行時，應(yīng)去除所有的NOx，但考慮實際反映情況。排放要求以及運行成本，故摩爾比設(shè)計值在0.5左右，調(diào)試時變工況為0.4、0.5和0.6三檔。

計算噴氨量=GF*GNOx*M×10-6（Nm3/h）

其中，GF-鍋爐干煙氣量（Nm3/h）

GNOx-NOx濃度（實際氧量值，ppmvd）

M-NH3/NOx摩爾比

氨氣噴入煙道后，經(jīng)導(dǎo)向葉片進(jìn)入反應(yīng)床，并且每根噴氨管裝有手動調(diào)節(jié)閥調(diào)整氨的噴入量，已達(dá)到SCR出口NOx均勻分布，即各點NOx值的偏差在20%以內(nèi)，偏差計算如下，

其中，CV——偏差，Xi——每點NOx值，——NOx平均值，n——測點數(shù)量

SCR裝置的脫硝效率按下式計算:

=（SCR入口NOx濃度－SCR出口NOx濃度）／SCR入口NOx濃度×100%

3. SCR出口NOx偏差調(diào)整

機(jī)組在正常參數(shù)穩(wěn)定運行，按NH3/NOx摩爾比設(shè)計值0.53，全開各根噴氨管道的手動調(diào)節(jié)閥，初步調(diào)整噴氨量，測試SCR出口NOx，比較各測點NOx值，再由手動調(diào)節(jié)閥調(diào)整各根管道的氨噴入量，再次測試SCR出口的NOx，最終調(diào)整至NOx值的偏差在20%以內(nèi)，然后測試SCR出口NOx、殘留NH3濃度值。

4. 最佳摩爾比

穩(wěn)定鍋爐運行工況，分別設(shè)定3個不同的NH3/NOx摩爾比進(jìn)行噴氨，在每一個設(shè)定值下相應(yīng)的測試SCR進(jìn)口NOx、出口NOx、NH3，比較不同摩爾比的脫硝效果，殘留氨量，選取合適的噴氨量或摩爾比。表一為后石電廠#3機(jī)組實測數(shù)據(jù)。

表1 測試數(shù)據(jù)

5. 結(jié)語

當(dāng)噴氨量增加時，煙氣中的NOx含量明顯降低，當(dāng)摩爾比按0.4/0.5/0.6變化時，SCR出口NOx變化為88/75/66 ppm，但氨殘留量也隨之增加，因氨殘留量的增加，會產(chǎn)生硫酸氫氨，沉積在煙道后部空氣預(yù)熱器換熱原件上，使其吸附灰塵造成空氣預(yù)熱器堵灰，從而縮短鍋爐正常運行周期。綜上本廠#3機(jī)組脫硝裝置經(jīng)性能測試后選擇按0.4的NH3/NOx摩爾比進(jìn)行噴氨控制。

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.17.056

侯永超，男，工程師，主要從事火電廠運行工作。